柔性触觉传感器制造技术

本公开揭示了一种柔性触觉传感器，包括：仿生的表皮层

【技术实现步骤摘要】
柔性触觉传感器


[0001]本公开属于传感器技术，特别涉及一种柔性触觉传感器，其主要应用于机器人和智能硬件领域，优先实现为一种掌形或指肚形/指套形触觉传感器。

技术介绍

[0002]与视觉相比，触觉是机器人或智能硬件获取环境信息的另一种重要知觉形式，是其实现与环境直接作用的必需媒介。与视觉不同，触觉本身决定了很强的敏感能力，可用于表征对象和环境的多种性质。
[0003]作为传感器的细分领域，触觉传感器亟需发展出一种柔性的触觉传感器以进一步改善其性能。此外，亟需一种柔性触觉传感器，从而可以更好的用于机器人或智能硬件等领域的拟人化感知。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本公开揭示了一种柔性触觉传感器，包括：
[0005]仿生的表皮层
‑
真皮层所构成的双层柔性层结构和摄像头；其中：
[0006]所述摄像头，用于捕捉所述双层柔性层结构的形变；
[0007]所述双层柔性层结构基于具备透光性和柔软性的材料，其中，所述表皮层包括反射层，以辅助摄像头捕捉柔性触觉传感器中照射向双层柔性层结构并反射回摄像头的光线，从而感测双层柔性层结构的形变。
[0008]优选的，
[0009]所述柔性触觉传感器为掌形或指肚形/指套形。
[0010]优选的，
[0011]所述摄像头为单目摄像头。
[0012]优选的，
[0013]所述真皮层的厚度大于所述表皮层的厚度，优选的，所述真皮层的厚度大于10mm，所述表皮层的厚度小于5mm。
[0014]优选的，
[0015]所述真皮层的硬度小于表皮层，优选的，所述表皮层的硬度属于邵氏A硬度范围，其硬度值大于15；所述真皮层的硬度则小于10。
[0016]优选的，
[0017]所述真皮层利用其自身的粘性与表皮层粘合。
[0018]优选的，
[0019]所述双层柔性层结构优选设计为易更换的耗材式柔性层。
[0020]优选的，
[0021]所述真皮层的内部，经由涂有颜料的针刺入以形成标记。
[0022]优选的，
[0023]所述真皮层的内部，经由激光或针打有轮廓或图案或色块。
[0024]优选的，
[0025]所述柔性触觉传感器包括RGB三色光源。
[0026]以此，本公开实现了一种具有创新结构和较好性能的柔性触觉传感器，甚至用于实现更加拟人的掌形柔性触觉传感器。
附图说明
[0027]图1是本公开的一个实施例中传感器及其光路示意图；
[0028]图2是本公开的一个实施例中传感器的光路示意图；
[0029]图3是本公开的一个实施例中传感器的结构示意图；
[0030]图4是本公开的一个实施例中掌形传感器的光路示意图；
[0031]图5是图4掌形传感器的RGB光区域及标记的点的示意图；
[0032]图6是本公开的一个实施例中指肚形/指套形传感器的光路示意图；
[0033]图7是图6指肚形/指套形传感器的RGB光区域及标记的点的示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本领域技术人员理解本公开所披露的技术方案，下面将结合实施例及有关附图图1至图7，对各个实施例的技术方案进行描述，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开所采用的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，“包括”和“具有”以及它们的任何形变，意图在于覆盖且不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、或方法、或系统、或产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选的还包括没有列出的步骤或单元，或可选的还包括对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0035]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
[0036]参见图1，在一个实施例中，本公开揭示了一种柔性触觉传感器，包括：
[0037]仿生的表皮层
‑
真皮层所构成的双层柔性层结构和摄像头以及光源；其中：
[0038]所述摄像头，用于捕捉所述双层柔性层结构的形变；
[0039]所述双层柔性层结构基于具备透光性和柔软性的材料，其中，所述表皮层包括反射层，以辅助摄像头捕捉所述光源照射向双层柔性层结构并反射回摄像头的光线，从而感测双层柔性层结构的形变。
[0040]对于上述实施例而言，其创新性的提出了一种柔性触觉传感器的新的结构，其创新性主要体现在以下几点：
[0041]其一，创新性体现在所述双层柔性层结构。能够理解，所述表皮层用于与接触面接触，表皮层不仅提供触觉手感（备注：能够理解，通过对表皮层选材或设计材料，可以提供不同级别的触觉手感），而且表皮层上还设置有所述反射层以使得沿着真皮层、表皮层的光线被反射，从而再沿表皮层、真皮层方向进入到摄像头。例如，在靠近真皮层的一侧，表皮层的
内部某处一个面上混合银色颜料作为反射层，以辅助摄像头捕捉所述双层柔性层结构的形变；当然，也可以在表皮层的外表面上，或表皮层外表面的内表面，混有或涂抹银色颜料作为反射层，其中，在外表面上混有或涂抹时，对反射层的耐磨、耐久要求较高；
[0042]其二，由于所述双层柔性层结构为仿生的表皮层
‑
真皮层，因此其能够物理上模仿人的皮肤，甚至如果采用更优的材料，还可以超过人的皮肤的敏感度；
[0043]其三，由于双层柔性层结构具备透光性，当其发生形变时，透过双层柔性层结构的光就发生光路上的变化，这些光被摄像头所捕捉，以此，所述触觉传感器实现对触觉的感知。进一步的，如果触觉传感器还包括处理器，那么处理器可以直接处理摄像头所获得的图像并通过解析图像直接得到具体的触觉信息。
[0044]需要说明的是，当摄像头捕捉光时，摄像头不仅经由该传感器最外层的表皮层，而且还可以进一步经由真皮层来捕捉所述双层柔性层结构的形变：当施加于表皮层外表面的力引起表皮层的明显形变，相比初始的未形变状态，导致透过表皮层
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真皮层此种双层柔性层结构的光线及其光路发生变化，这些变化被摄像头所捕捉。也就是说，关于本公开的触觉传感器，其工作原理在于：由于双层柔性层结构具备透光性，当其发生形变时，透过双层柔性层结构的光就发生光路上的变化，以此，感测此种光路的变化就使得所述触觉传感器实现对触觉的感知。能够理解，当感测双层柔性层结构的形变后，就可以根据感测的不同结果对施加到触觉传感器的力进行分类、识别，而且，如果触觉传感器所接触的对象本身有表面缺陷，例如凸起或凹陷，则也能够在感测双层柔性层结构的形变后，对接触面进行分类、识别。
[0045]正如图1所示，其通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性触觉传感器，包括：仿生的表皮层
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真皮层所构成的双层柔性层结构和摄像头；其中：所述摄像头，用于捕捉所述双层柔性层结构的形变；所述双层柔性层结构基于具备透光性和柔软性的材料，其中，所述表皮层包括反射层，以辅助摄像头捕捉柔性触觉传感器中照射向双层柔性层结构并反射回摄像头的光线，从而感测双层柔性层结构的形变。2.根据权利要求1所述的柔性触觉传感器，其中：所述柔性触觉传感器为掌形或指肚形/指套形。3.根据权利要求1所述的柔性触觉传感器，其中：所述摄像头为单目摄像头。4.根据权利要求1所述的柔性触觉传感器，其中：所述真皮层的厚度大于所述表皮层的厚度。5.根据权利要求4所述的柔性触觉传感器，其中：所述真...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑维然，张永杰，陈玉君，李旺军，李利阳，都昌泽，李炜彬，
申请(专利权)人：深圳市松果体机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：